Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
THIẾT KẾ QUY HOẠCH THOÁT NƯỚC

THIẾT KẾ QUY HOẠCH THOÁT NƯỚC

Tải bản đầy đủ - 0trang

Đồ án mơn học: THIẾT KẾ ĐƯỜNG Ơ TƠ



GVHD: Th.S Trần Thị Phương Anh



4.1.RÃNH THỐT NƯỚC:

Hệ thống thốt nước đường ôtô bao gồm hàng loạt các công trình và các biện pháp

kỹ thuật được xây dựng để nền đường đảm bảo khơng bị ẩm ướt. Các cơng trình này

có tác dụng tập trung và thoát nước nền đường, hoặc ngăn chặn không cho nước ngấm

vào phần trên của nền đất. Mục đích của việc xây dựng hệ thống thốt nước trên

đường nhằm đảm bảo chế độ thuỷ nhiệt của nền đất luôn luôn ổn định không gây nguy

hiểm cho mặt đường.

Hệ thống thoát nước mặt gồm:

– Hệ thống thoát nước dọc: Rãnh dọc, rãnh đỉnh, rãnh thoát nước và rãnh tập trung

nước nhằm mục đích thốt nước mặt nền đường và trong khu vực, và độ dốc dọc

đường.

– Hệ thống thốt nước ngang : các cơng trình vượt dòng nước như cầu và cống, độ

dốc của mặt đường, của lề đường, hệ thống nắn chỉnh dòng…

Trong tuyến đường đang thiết kế cụ thể ta chỉ thiết kế rãnh dọc, cống và độ dốc mặt

đường, dọc đường đảm bảo thoát nước.

4.1.1.Rãnh biên (rãnh dọc):

Rãnh biên được thiết kế ở các đoạn nền đường đắp thấp (thấp hơn 0,6m), ở tất cả

các nền đường đào, nền đường nửa đào, nửa đắp, có thể bố trí ở một bên đường hoặc ở

cả hai bên của nền đường. Mục đích thiết kế rãnh dọc là thốt nước mặt đường lề

đường và diện tích đất dành cho đường làm cho nền đường khô ráo, đảm bảo cường độ

và ổn định nền.

Rãnh có thể có dạng hình thang, hình tam giác, chữ nhật, tròn… Ở đây ta thiết kế

rãnh hình thang, vì khả năng thốt nước của nó tốt.

Kích thước của rãnh hình thang lấy theo cấu tạo:



1:

1



40cm



1:

1



40cm



120cm



40cm



40cm



Hình 4.1: Cấu tạo rãnh biên

Tiết diện ngang của rãnh được dùng ở đây là hình thang, vì nó dễ thốt nước và dễ

thi cơng. Chiều rộng đáy rãnh là 0.4m, chiều sâu của rãnh tối thiểu là 0.3m (từ mép



SVTH: Thái Văn Ngãi & Trương Việt Phát - Lớp 11X3B



Trang 25



Đồ án mơn học: THIẾT KẾ ĐƯỜNG Ơ TÔ



GVHD: Th.S Trần Thị Phương Anh



nền đắp đến đáy rãnh là 0.7÷0.8m tối đa là 1.0÷1.2m ), taluy rãnh nền đường đào lấy

bằng độ dốc taluy đường đào theo cấu tạo địa chất, taluy rãnh nền đường đắp là 1:1.5.

– Độ dốc của rãnh được lấy theo độ dốc dọc của đường đỏ và tối thiểu lớn hơn hoặc

bằng 50/00, cá biệt có thể lấy lớn hơn hoặc bằng 3 0/00 với chiều dài đoạn tuyến <50m,

sao cho đảm bảo khơng lắng đọng phù sa ở đáy rãnh và thốt nước nhanh. Ở nơi có độ

dốc rãnh lớn hơn độ dốc gây xói đất thì được gia cố cho phù hợp với điều kiện địa

chất, địa hình nơi đó để đảm bảo chống xói với chiều cao gia cố mái dốc là cao hơn

mức nước tính tốn chảy trong rãnh là 0.1m.

– Trong tuyến thiết kế thì độ dốc dọc nhỏ nhất là 50/00 nên đảm bảo thoát nước , và

khơng có đoạn rãnh nào dài q 500m nên khơng cần mở rộng rãnh hay bố trí cống

cấu tạo thốt nước.

4.1.2.Rãnh đỉnh:

Rãnh đỉnh dùng để thoát nước và thu nước từ sườn lưu vực không cho nước chảy về

các vị trí trũng: ao, hồ,...

Được bố trí ở những nơi sườn núi có độ dốc ngang khá lớn và diện tích lưu vực tụ

nước lớn mà rãnh dọc khơng thốt kip.

Với hệ thống cơng trình thốt nước dọc và thốt nước ngang được bố trí trên tuyến

thì đảm bảo thốt nước hết cho tuyến đường, nên ta khơng cần bố trí rãnh đỉnh.

4.2.CƠNG TRÌNH VƯỢT DỊNG NƯỚC:

Cơng trình vượt dòng nước bao gồm: cầu, cống. Được bố trí tại tất cả các nơi trũng

trên bình đồ, trắc dọc và nơi có sơng suối.

Đối với cống tính tốn ta chọn loại cống khơng áp vì dễ chế tạo, thi cơng thuận lợi,

đảm bảo sự ổn định của cống và nước không thấm qua nền đường, ngoài ra chiều cao

nước ngập trước cống nhỏ và thốt nhanh nên ít ảnh hưởng đến chế độ thuỷ nhiệt của

nền đường; khẩu độ cống được chọn theo tính tốn thủy văn.

Đối với cầu, khẩu độ được chọn dựa trên bình đồ nơi vị trí có dòng chảy rõ ràng

theo định lượng. Do lưu lượng không quá lớn và khơng có sơng nên trên cả hai

phương án tuyến khơng có cầu mà chỉ có cống.

4.2.1.Cống:

4.2.1.1.Xác định vị trí cống:

Các vị trí cần đặt cống hoặc cầu nhỏ là những nơi có suối nhỏ và nơi có tụ thủy mà

tuyến đi qua. Kết quả xác định vị trí đặt cống được thể hiện trong bảng 4.1.

4.2.1.2.Xác định lưu vực cống:



SVTH: Thái Văn Ngãi & Trương Việt Phát - Lớp 11X3B



Trang 26



Đồ án mơn học: THIẾT KẾ ĐƯỜNG Ơ TÔ



GVHD: Th.S Trần Thị Phương Anh



Lưu vực cống được xác định như sau: Trên bản đồ địa hình khoanh lưu vực nước

chảy về cơng trình theo ranh giới của các đường phân thủy.

Diện tích của lưu vực cống là phần diện tích được bao bởi 2 đường phân thuỷ và

tuyến đường.

Kết quả được thống kê ở bảng 4.1.

Bảng 4.1.Vị trí đặt cống và diện tích lưu vực

Phương án tuyến I:

STT

Lý trình

nl(Km)

L(Km)

1

KM1+800

0

0.293

2

KM2+600

0

0.214



F(Km2)

0.280

0.191



Phương án tuyến II:

STT

Lý trình

nl(Km)

L(Km)

F(Km2)

1

KM1+800

0.306

0.516

0.763

2

KM2+600

0

0.490

0.447

4.2.1.3. Tính tốn lưu lượng nước cực đại chảy về cơng trình:

Xác định lưu lượng cực đại chảy về cơng trình theo cơng thức tính Q max

TCVN9845_2013 của Bộ Giao Thông Vận Tải Việt Nam được áp dụng cho sông suối

không bị ảnh hưởng của thủy triều.

Cơng thức tính có dạng:

QP % AP % .  .H P % . F . 



(4.1).



Trong đó:

-



P% - tần suất thiết kế, lấy theo điều 10 TCVN 4054:2005 và điều 9 TCVN

5729:2012.



-



HP% - lượng mưa ngày lớn nhất tương ứng với tần suất thiết kế P% của trạm

đại diện cho lưu vực tính tốn, mm. Trong tính tốn cần cập nhật chuỗi số

liệu mưa của trạm đại diện đến thời điểm tính. Danh sách các trạm đại diện

xem trong Phụ lục B;



-



QP% - lưu lượng đỉnh lũ ứng với tần suất thiết kế, m3/s;



-



F - diện tích lưu vực, km2;



-



φ - Hệ số dòng chảy lũ lấy trong bảng A.1 phụ lục A, tùy thuộc vào loại đất

cấu tạo lưu vực, lượng mưa ngày thiết kế (HP%) và diện tích lưu vực (F);



-



AP% - Mơ đun tương đối đỉnh lũ tương ứng với tần suất thiết kế; AP% lấy trong

Bảng A.3 phụ lục A tùy thuộc vào vùng mưa, đặc trưng địa mạo thủy văn của

lòng sơng ls (xác định theo cơng thức 10), thời gian tập trung dòng chảy trên

sườn dốc sd (sd theo 5.2.2.1).



SVTH: Thái Văn Ngãi & Trương Việt Phát - Lớp 11X3B



Trang 27



Đồ án môn học: THIẾT KẾ ĐƯỜNG Ô TÔ



GVHD: Th.S Trần Thị Phương Anh



 - Hệ số xét tới mức độ làm giảm nhỏ lưu lượng đỉnh lũ do ao, hồ, đầm lầy

lưu vực, xác định theo bảng 6.

* Trình tự tính tốn:

Dựa vào TCVN9845_2013 xác định vùng thiết kế và lượng mưa ngày ứng với tần suất

thiết kế:

Tuyến đường nằm ở địa danh Đơng Hà ứng với vùng mưa XI. Có lượng mưa ngày

ứng với tần suất lũ thiết kế lấy theo quy trình quy phạm. Ứng với tần suất thiết kế là P

%=4% (theo bảng 30 TCVN4054_2005), tra bảng ta có: H4%= 580 mm.

Ở khu vực tuyến đi qua có đất là loại đất cấp III.

1) Tính chiều dài sườn dốc lưu vực theo cơng thức:

Vì các lưu vực đều có 2 mái dốc nên ta xác định bsd theo công thức:

-



Lsd 



1000 F

1.8  L  �l 



(4.2).



Trong đó:

L - chiều dài lòng chính, km;



l



- tổng chiều dài các lòng nhánh, km. Trong số này, chỉ tính những lòng nhánh có

độ dài lớn hơn 0,75 lần chiều rộng bình qn B của lưu vực.

Chiều rộng bình qn B tính theo cơng thức:

F



- Đối với lưu vực có hai sườn dốc: B 2L



( km )



- Đối với lưu vực 1 sườn dốc:



F

B

L



( km )



Đối với lưu vực 1 sườn, áp dụng công thức (4.2) hệ số 1,8 phải thay bằng 0,90.

2) Xác định đặc trưng địa mạo của sườn dốc lưu vực:



sd 



Lsd 0,6

msd J sd0,3 ( H p )0,4



(4.3).



Trong đó:

+ Jsd: Độ dốc của sườn dốc lưu vực (0/00) Xác định trên địa hình.

+ Lsd - chiều dài bình quân của sườn dốc lưu vực, m;

+msd - thông số đặc trưng nhám trên sườn dốc, phụ thuộc vào tình trạng bề

mặt của sườn lưu vực, lấy theo bảng 4

Mặt đất thu dọn sạch, khơng có gốc cây, khơng cày xới, dân cư có nhà cửa nhỏ

hơn 20%, cỏ thưa, nên chọn msd= 0,3.

3) Xác định hệ số đặc trưng địa mạo của lòng sơng suối:



SVTH: Thái Văn Ngãi & Trương Việt Phát - Lớp 11X3B



Trang 28



Đồ án môn học: THIẾT KẾ ĐƯỜNG Ô TÔ



GVHD: Th.S Trần Thị Phương Anh



Thời gian tập trung nước mưa trên sườn dốc sd, xác định theo Bảng A.2 phụ

lục A tùy thuộc vào hệ số địa mạo thủy văn của sườn dốc (sd) và vùng mưa (Bảng 3).

4) Xác định hệ số đặc trưng địa mạo của lòng sơng suối:



ls =



1000 L



1/4

mls .J1/3

.  H p 

ls .F



(4.4).



1/4



Trong đó:

+ L: Chiều dài dòng suối chính (Km).

+ Jls: Độ dốc dòng suối chính tính theo 0/00 , xác định trên địa hình.

+Trong đó: mls - thơng số đặc trưng nhám lòng sơng, phụ thuộc vào tình

trạng bề mặt lòng sơng, suối của lưu vực, lấy theo bảng 5.

Suối đồng bằng ổn định lòng sơng khá sạch, suối khơng có nước thường xun, chảy

trong điều kiện tương đối thuận lợi nên mls = 11.

5) Xác định trị số AP% theo Bảng A.3 phụ lục A.

6) Xác định trị số Qmax sau khi thay các trị số trên vào công thức (4.1).

Phương án I:

Bảng 4.2.Lưu lượng lớn nhất tính tốn

STT



Lý trình



F

(km2)



L

(km)



�l

(km)



bsd







(m)



Jsd

(%0)



1



KM1+800



0.280



0.293



0



531



46.11



0.88



2



KM2+600



0.191



0.214



0



496



25.74



0.88



STT



Lý trình



sd



τsd

(phút)



Jls

(%0)



ls



AP



1



KM1+800



3.76



50.2



61.05



1.96



0.063



9.00



2



KM2+600



4.30



58.0



28.04



2.04



0.061



5.95



SVTH: Thái Văn Ngãi & Trương Việt Phát - Lớp 11X3B



QP



(m3/s)



Trang 29



Đồ án môn học: THIẾT KẾ ĐƯỜNG Ơ TƠ

Phương án II:

STT



Lý trình



GVHD: Th.S Trần Thị Phương Anh



Bảng 4.3.Lưu lượng lớn nhất tính tốn

F

(km2)



L

(km)



�l

(km)



bsd







(m)



Jsd

(%0)



1



KM1+800



0.763



0.516



0.306



515.7



43.28



0.88



2



KM2+600



0.447



0.490



0



506.8



26.29



0.88



STT



Lý trình



sd



τsd

(phút)



Jls

(%0)



ls



AP



1



KM1+800



3.77



50.4



57.46



2.74



0.063



24.53



2



KM2+600



4.33



58.3



32.72



3.58



0.060



13.69



QP



(m3/s)



4.2.1.4. Chọn loại cống, khẩu độ cống:

Sau khi đã xác định được lưu lượng Qmax đưa ra một số phương án khẩu độ cống

theo từng phương án, ứng với mỗi phương án xác định chiều cao mực nước dâng trước

cơng trình – biện pháp gia cố lòng suối.

Từ lưu lượng Qmax ta tra phụ lục 16 và 17“Thiết kế đường ơtơ_cơng trình vượt sông

T3”, ta được  , H, v ứng với loại cống thường loại I, chảy không áp.

Khẩu độ cống của 2 phương án I và II được xác định ở bảng 4.2.

Phương

án



Qmax

(m3/s)

9.00



I

5.95



Loại

cống

Tròn

BTCT

Tròn

BTCT

Tròn

BTCT

Tròn

BTCT



Khẩu

độ

(cm)



Hd

(m)



v

(m/s)



Chọn



2  200



1.58



2.76







3  150



1.42



2.73



1  200



1.85



3.07



2  175



1.31



2.50



SVTH: Thái Văn Ngãi & Trương Việt Phát - Lớp 11X3B







Trang 30



Đồ án mơn học: THIẾT KẾ ĐƯỜNG Ơ TƠ

Phương

án



Qmax

(m3/s)

24.53



II

13.69



GVHD: Th.S Trần Thị Phương Anh



Loại

cống

BTCT



Khẩu

độ

(cm)



Hd

(m)



v

(m/s)



Chọn



Vng



2H250



2.29



3.64







Vng



1H350



2.88



4.08



Tròn



3  200



1.59



2.78



Vng



2H250



2.45



3.77







Từ bảng đề xuất các loại cống cho từng vị trí ở trên ta nên dựa vào các nguyên tắc

chọn cống như:

+Số loại cống trên tuyến không quá 3 loại cống để đảm bảo cho công tác chế tạo

và lắp ráp đồng bộ và nhanh chóng trong thi cơng.

+Có khoảng hở để cho vật cản cây trôi đi qua cống sao cho cống không bị tắc.

+Phụ thuộc vào bình đồ trắc dọc để xem xét việc đặt cống nào tại vị trí đó là có

lợi nhất, không để mực nước dâng cao nhất của cống đặt ở đường đắp chảy vào đường

đào.

+Đối với cống có lưu lượng cần thốt nhỏ thì nên chọn cống tròn vì phát huy hết

khả năng của cống tròn, thi cơng đơn giản và kinh tế hơn. Lưu lượng nhỏ không nên

chọn cống vng vì khó phát huy hết khả năng thốt nước của cống vng, thi cống

phức tạp. Trong trường hợp khống chế về chiều cao đắp thì có thể chọn cống vng để

giảm chiều cao đắp.

+Đối với cống có lưu lượng cần thốt lớn nên chọn cống vng vì cùng 1 khẩu

độ cống thì khả năng thốt nước của cống vng lớn hơn cống tròn, chịu lực tốt hơn,

có thể đặt lớp kết cấu áo đường ngay trên mặt cống.



Chương5:

THIẾT KẾ TRẮC DỌC TUYẾN

5.1. NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ:

– Đối với mọi cấp đường đảm bảo đường đỏ thiết kế lượn đều, hài hòa với độ dốc hợp





SVTH: Thái Văn Ngãi & Trương Việt Phát - Lớp 11X3B



Trang 31



Đồ án mơn học: THIẾT KẾ ĐƯỜNG Ơ TƠ



GVHD: Th.S Trần Thị Phương Anh



+ Khi địa hình cho phép nên dùng các tiêu chuẩn kỹ thuật cao nhằm phát huy hết

tốc độ xe chạy, đảm bảo an toàn, tiện lợi và kinh tế nhằm nâng cao chất lượng khai

thác và dễ dàng nâng cấp sau này.

+ Các giới hạn cho phép như độ dốc dọc i max, bán kính đường cong nằm tối thiểu chỉ

dùng ở những nơi khó khăn về địa hình.

+ Việc chọn tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế đường cho từng đoạn phải trên cơ sở phân

tích so sánh các phương án về kinh tế kỹ thuật.

– Trong phạm vi có thể được nên tránh dùng những đoạn dốc ngược chiều khi tuyến

đang liên tục lên hoặc liên tục xuống.

– Để đảm bảo thốt nước mặt tốt khơng phải làm rãnh sâu thì nền đường đào và nửa

nửa đào nửa đắp khơng nên thiết kế có độ dốc nhỏ hơn 50/00.

– Ở những đoạn địa hình dốc phải sử dụng độ dốc dọc lớn hơn 60 0/00 thì yêu cầu cứ

2000m phải bố trí một đoạn nghỉ có độ dốc thoải không vượt quá 25 0/00 và chiều dài

đoạn nghỉ khơng q 50m. Đoạn nghỉ nên bố trí ở những đoạn địa hình thuận lợi gần

nguồn nước nhất.

– Đường cong đứng phải được bố trí ở những chỗ đường đỏ đổi dốc mà hiệu đại số

giữa hai dốc > 10‰ với tốc độ thiết kế Vtk=60 km/h.

– Trị số bán kính đường cong đứng chọn theo địa hình sao cho xe chạy êm thuận và

không được nhỏ hơn Rminlồi, Rminlõm.

– Trong thiết kế đường đỏ nên thiết kế đỉnh của đường cong đứng và đỉnh của đường

cong nằm trùng nhau. Nếu khơng bố trí trùng nhau được thì khống chế 2 đỉnh đường

cong không nên lệch nhau quá



1

chiều dài đường cong ngắn hơn.

4



– Phải đảm bảo cao độ của những điểm khống chế . Cao độ điểm khống chế là cao độ

mà tại đó bắt buộc đường đỏ phải đi qua hoặc cao độ đường đỏ phải cao hơn cao độ tối

thiểu qui định như: cao độ điểm đầu, điểm cuối của tuyến, cao độ nơi giao nhau với

các đường giao thông ôtô khác cấp cao hơn hoặc với đường sắt, cao độ mặt cầu cao,

độ tối thiểu đắp trên cống, cao độ nền đường bị ngập nước hai bên, cao độ nền đường

ở những nơi có mực nước ngầm cao. Các điểm khống chế trên trắc dọc cũng là những

điểm nếu không đảm bảo được sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ cũng như chất lượng của

cơng trình. Điểm khơng chế còn là điểm của cơng trình cầu vượt sông trên tuyến.

– Khi vạch đường đỏ cố gắng bám sát những cao độ mong muốn để đảm bảo các yêu

cầu về kinh tế kỹ thuật và điều kiện thi cơng. Điểm mong muốn là những điểm có cao

độ cao độ thoã mãn 1 quan điểm thiết kế theo những hàm mục tiêu, ví dụ theo: Khối

lượng đào đắp, giá thành xây dựng, ổn định cơ học của mái taluy. Nhưng việc thiết kế

đường đỏ phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: Bình đồ, cảnh quan xung quanh, cao độ

SVTH: Thái Văn Ngãi & Trương Việt Phát - Lớp 11X3B



Trang 32



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

THIẾT KẾ QUY HOẠCH THOÁT NƯỚC

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×